[PDF] El Efecto Doppler

PROBLEMAS DE ONDAS EFECTO DOPPLER

a 1 Una sirena que emite un sonido de fE = 1000 Hz se mueve alejándose de un observador 

El Efecto Doppler

arse se produce el efecto contrario: La frecuencia disminuye Esto es el efecto Doppler La velocidad del En este caso la longitud de onda λ no cambia , pero O percibe una 

Relación de problemas: Tema 12

do la expresión del efecto Doppler, y resolviendo el problema respecto a) Calcular la frecuencia y la longitud de onda de las ondas reflejada y entre la onda sonora directa y la reflejada por la pared

Doppler

io 1 Ejercicio 2 El efecto Doppler en la luz Todos estos son ejemplos del efecto Doppler La longitud de las ondas sonoras no varía, pero la rapidez con las que pasan 

Ejercicios del Efecto Doppler y el Efecto Fotoeléctrico

con- siderando que la onda se propaga a la velocidad de la luz Solución: Si la onda se 

EFECTO DOPPLER v

te emite una onda sonora con frecuencia f F y longitud de onda λ=v/f F Las crestas de onda se 

El efecto Doppler es el fenómeno por el cual la - Webcolegios

fuente estacionaria emite una onda sonora de 5000 Hz Un objeto se acerca a la fuente

Efecto Doppler

cidad de las ondas sonoras en el cuerpo es de 1540 m/s Recordemos que la relación entre las 

ACÚSTICA

los resultados que obtienes en el ejercicio anterior en una gráfica Re- d) La velocidad de propagación de la onda sonora es: c) Es consecuencia del efecto Doppler

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El Efecto Doppler

Si te sitúas en una carretera y escuchas la bocina de un auto que se acerca hacia tí notarás un cambio abrupto de frecuencia cuando el auto cruza frente a tí.

Al acercarse, la bocina suena más aguda (mayor

frecuencia) de lo que sería de estar el auto en reposo. Al alejarse se produce el efecto contrario: La frecuencia disminuye. Esto es el efecto Doppler.

La velocidad del sonido en el aire esu.

Podemos distinguir dos situaciones:

1) La fuente(F) fija en el sistema de referencia en que

el aire está en reposo y el observador(O) acercándose con velocidadv. Para simplificar el análisis, supondremos que O se acerca a F en línea recta. En este caso la longitud de ondaλno cambia, pero O percibe una frecuencia mayor, dada por

ν¯=(u+v)

1

Dado queλν=u, se tiene:

ν¯=ν(u+v)

u Si O se aleja de la fuenteves negativo y la frecuencia disminuye.

2) O en reposo respecto al aire y F acercándose a O

con velocidadv.

En este caso,

¯=λ-vT

o

ν¯=νu

u-v

Si F se aleja de Oves negativo y la frecuencia

disminuye. Notar que parau=v, estas expresiones presentan una singularidad. Algo debe pasar cuando la fuente alcanza la velocidad del sonido en el aire.

3)Si la fuente y el observador están en movimiento:

f?=v±vO v?vFf

Regla: acercarse aumenta la frecuencia. Alejarse

disminuye la frecuencia. 2

Ejemplo 1.Una ambulancia viaja al este por una

carretera con velocidad 33.5 m/s ; su sirena emite sonido con una frecuencia de 400 Hz. Qué frecuencia escucha una persona en un auto que viaja al oeste con velocidad 24.6 m/s (a) cuando el auto se acerca a la ambulancia f ?=343+24.6

343-33.5

400Hz=367.6309.5400=475.1Hz

(b) cuando el auto se aleja de la ambulancia? f ?=343-24.6

343+33.5

400Hz=318.4376.5400=338.27Hz

Ejemplo 2.Un tren pasa frente a la estación con velocidad 40.0 m/s. El silbato del tren tiene frecuencia

320 Hz.

(a) Qué cambio en la frecuencia siente una persona parada en la estación cuando pasa el tren? f ac=u u-vF f, fal=u u+vFf f ac-fal=2uvFf u 2-vF2 =2x343x40x320 343

2-402=8780800

116049=

75.6Hz

(b) Qué longitud de onda es detectada por una persona en la estación cuando el tren se acerca? ac=u f ac =u-vF f=303320m=.89m 3 Ejemplo 3.Un conductor viaja al norte con velocidad

25.0 m/s. Un auto policial que viaja al sur con

velocidad 40.0 m/s, se acerca con su sirena emitiendo a una frecuencia de 2 500 Hz. (a) Qué frecuencia observa el conductor cuando se acerca el auto policial? f ?=u+vo u-vF f=343+25

343-402500Hz=3036Hz

(b) Qué frecuencia observa el conductor cuando se aleja el auto policial? f ?=u-vo u+vF f=343-25

343+402500Hz=2075Hz

Ejemplo 4.Parado en un cruce de caminos, escuchas

una frecuencia de 560 Hz de la sirena de un auto policial que se acerca. Después que el auto pasa, la frecuencia de la sirena es 480 Hz. Determine la velocidad del auto. f ac-fal=2uvFf u 2-vF2 =80Hz=a au

2-avF2=2uvFf

-au2+avF2+2uvFf=0 v

F=-2uf+ 4u2f2+4a2u2?

2a= -uf+u f2+a2? a 4 vF=28.4m/s Ejemplo 5.Sintiendo el latir del corazón de un feto. Suponga que la pared ventricular del feto realiza un movimiento armónico simple con amplitud 1.80 mm y frecuencia 115 por minuto. (a) Encuentre la máxima velocidad lineal de la pared del corazón. Suponga que el detector de movimiento en contacto con el abdomen materno emite sonido de frecuencia 2 000 000.0 Hz, que viaja a través del tejido a 1.50 km/s. E=12 mvmax2=12mω2A2,vmax=ωA v max=6.28x115/60x1.8x10-3m/s=21.7x10-3m/s (b) Encuentre la máxima frecuencia del sonido que llega a la pared del corazón del feto. f ?=f(1500+.022)/1500=2000029Hz (c) Encuentre la máxima frecuencia a la cual el sonido reflejado llega al detector de movimento. f ??=1500

1500-.022

f?=2000058Hz 5quotesdbs_dbs2.pdfusesText_2